RU2714568C1 - Cycloidal gear electric drive - Google Patents
Cycloidal gear electric drive Download PDFInfo
- Publication number
- RU2714568C1 RU2714568C1 RU2019118714A RU2019118714A RU2714568C1 RU 2714568 C1 RU2714568 C1 RU 2714568C1 RU 2019118714 A RU2019118714 A RU 2019118714A RU 2019118714 A RU2019118714 A RU 2019118714A RU 2714568 C1 RU2714568 C1 RU 2714568C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- satellites
- housing
- input shaft
- output
- electric drive
- Prior art date
Links
Images
Classifications
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F16—ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
- F16H—GEARING
- F16H1/00—Toothed gearings for conveying rotary motion
- F16H1/28—Toothed gearings for conveying rotary motion with gears having orbital motion
- F16H1/32—Toothed gearings for conveying rotary motion with gears having orbital motion in which the central axis of the gearing lies inside the periphery of an orbital gear
-
- H—ELECTRICITY
- H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
- H02K—DYNAMO-ELECTRIC MACHINES
- H02K7/00—Arrangements for handling mechanical energy structurally associated with dynamo-electric machines, e.g. structural association with mechanical driving motors or auxiliary dynamo-electric machines
- H02K7/10—Structural association with clutches, brakes, gears, pulleys or mechanical starters
- H02K7/116—Structural association with clutches, brakes, gears, pulleys or mechanical starters with gears
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- General Engineering & Computer Science (AREA)
- Power Engineering (AREA)
- Mechanical Engineering (AREA)
- Connection Of Motors, Electrical Generators, Mechanical Devices, And The Like (AREA)
Abstract
Description
Изобретение относится к приводным устройствам. Предлагаемое изобретение может применяться в приборостроении и машиностроении, в частности, в качестве привода для звеньев робототехнических устройств, и для спецтехники.The invention relates to drive devices. The present invention can be applied in instrumentation and mechanical engineering, in particular, as a drive for links of robotic devices, and for special equipment.
Известна передача, описанная в RU 2130140, с большим передаточным отношением. Данная передача содержит два сателлита, которые имеют внешние зубья и установлены с возможностью вращения, по меньшей мере, на двух эксцентриковых участках входного вала. Для зацепления с колесом с внутренними зубьями сателлиты располагают между выходными фланцами. Между сателлитом с внешними зубьями и относящимся к нему выходным фланцем располагают крестообразную муфту, которая вычленяет из сложного движения сателлита только вращение вокруг оси и передает его на выходной фланец.A known transmission described in RU 2130140, with a large gear ratio. This transmission contains two satellites, which have external teeth and are mounted for rotation in at least two eccentric sections of the input shaft. For engagement with the wheel with internal teeth, the satellites are located between the output flanges. A cruciform coupling is located between the satellite with external teeth and the output flange related to it, which isolates only rotation about the axis from the complex movement of the satellite and transfers it to the output flange.
Недостаток этого устройства заключается в том, что последовательная схема соединения электродвигателя с передачей увеличивает линейные габариты привода и количество корпусных деталей, конструкция передачи предусматривает повышенные требования к точности изготовления деталей, что в свою очередь повышает себестоимость передачи.The disadvantage of this device is that the serial connection of the motor with the transmission increases the linear dimensions of the drive and the number of body parts, the transmission design provides increased requirements for the accuracy of manufacturing parts, which in turn increases the cost of transmission.
Известен редуктор механизма передвижения, описанный в RU 74987, выполненный в виде планетарно-цевочной передачи. Данный редуктор содержит корпус с размещенным на подшипниковых опорах выходным поворотным звеном, состоящим из двух объединенных в единый узел посредством перемычек фланцев. Два оппозитно расположенных сателлита установлены на подшипниках входного эксцентрикового вала и взаимодействуют своими эпициклоидальными зубьями со свободно установленными в выемках корпуса цевками. При этом сателлиты связаны с выходным поворотным звеном посредством установленных в его подшипниках пальцев, взаимодействующих с цилиндрическими поверхностями отверстий в сателлитах. Отличительной особенностью редуктора является то, что в одном из фланцев выходного поворотного звена выполнено центральное шлицевое отверстие.Known gearbox movement mechanism described in RU 74987, made in the form of a planetary gear transmission. This gearbox contains a housing with an output rotary link located on the bearings, consisting of two flanges connected into a single unit. Two opposed satellites are mounted on the bearings of the input eccentric shaft and interact with their epicycloidal teeth with lugs freely installed in the recesses of the housing. In this case, the satellites are connected to the output rotary link by means of fingers installed in its bearings, interacting with the cylindrical surfaces of the holes in the satellites. A distinctive feature of the gearbox is that a central spline hole is made in one of the flanges of the output rotary link.
Недостаток этого устройства заключается в том, что последовательная схема соединения электродвигателя с редуктором увеличивает линейные габариты привода и количество корпусных деталей. Сателлиты, имеющие эпициклоидальные зубья, очень сложны в производстве и предполагают повышенные требования к точности изготовления зубьев и отверстий для передачи выходного момента через пальцы.The disadvantage of this device is that the serial connection of the motor with the gear increases the linear dimensions of the drive and the number of body parts. Satellites having epicycloidal teeth are very difficult to manufacture and require increased demands on the accuracy of the manufacture of teeth and holes for transmitting output torque through the fingers.
Прототипом заявляемого планетарно-цевочного электропривода является редукторный электродвигатель (мотор-редуктор), описанный в RU 2571313. Данный электродвигатель содержит корпус, в котором размещены статор, ротор и планетарно-цевочный редуктор. Ротор электродвигателя представляет собой входной вал редуктора, на концах которого сформированы два соосных эксцентриковых участка. На указанных участках установлены сателлиты редуктора, при этом пространство между сателлитами использовано для размещения статора электродвигателя.The prototype of the inventive planetary chain drive is a geared motor (gear motor) described in RU 2571313. This electric motor contains a housing in which a stator, rotor and planetary chain gear are housed. The rotor of the electric motor is the input shaft of the gearbox, at the ends of which two coaxial eccentric sections are formed. Reducer satellites are installed in these areas, while the space between the satellites is used to accommodate the stator of the electric motor.
Недостатки этого устройства заключаются в том, что схема размещения сателлитов относительно ротора увеличивает линейные габариты, а использование двух разнесенных соосных эксцентриковых участков вала приводит к сильным вибрациям.The disadvantages of this device are that the layout of the satellites relative to the rotor increases linear dimensions, and the use of two spaced coaxial eccentric sections of the shaft leads to strong vibrations.
Задачей настоящего изобретения является создание планетарно-цевочного электропривода с большим крутящим моментом, малым угловым люфтом на выходном валу, минимальным линейным габаритом вдоль оси и получение линейки электроприводов с передаточным отношением от 10 до 100 без изменения габаритов электропривода.The objective of the present invention is to provide a planetary chain drive with high torque, a small angular play on the output shaft, a minimum linear dimension along the axis, and a line of electric drives with a gear ratio from 10 to 100 without changing the dimensions of the electric drive.
Один из вариантов реализации настоящего изобретения представлен на фиг. 1, на которой приведен главный вид заявляемого планетарно-цевочного электропривода в разрезе.One embodiment of the present invention is shown in FIG. 1, which shows the main view of the inventive planetary gear drive in the context.
На фиг. 2 приведен вид заявляемого планетарно-цевочного электропривода в разрезе А-А, на котором показано зацепление сателлита и цевок в корпусе.In FIG. 2 shows a view of the inventive planetary chain drive in section AA, which shows the engagement of the satellite and the pin in the housing.
1 - корпус,1 - housing
2 - блок управления,2 - control unit
3 - статор,3 - stator
4 - ротор,4 - rotor
5 - стакан,5 - a glass
6 - эксцентриковый входной вал,6 - eccentric input shaft,
7 - сателлиты,7 - satellites,
8 - цевка,8 - pin
9 - крестовые муфты,9 - cross couplings,
10 - выходные фланцы,10 - output flanges,
11 - штанга,11 - rod
12 - выходной вал,12 - output shaft
13 - защитный кожух,13 - a protective casing,
14 - разделительное кольцо,14 - a dividing ring,
15 - ограничительное кольцо,15 - restrictive ring,
16 - удерживающие крышки,16 - holding lids,
17 - втулки,17 - bushings
18 - манжета,18 - cuff
19 - корпусная крышка.19 - case cover.
Согласно примеру реализации, планетарно-цевочный электропривод содержит корпус 1 и установленные на нем блок управления 2 и статор 3. Ротор 4 расположен снаружи статора и установлен в стакан 5, жестко связанный с эксцентриковым входным валом 6. Сателлиты 7 установлены на подшипниковые опоры, расположенные на двух оппозитно выполненных эксцентриковых цилиндрических участках входного вала. Между сателлитами размещается разделительное кольцо 14. На внутреннем диаметре корпуса сделаны пазы зубчатого профиля, образующие общее для сателлитов неподвижное цевочное колесо. В пазы уложены цевки 8, удерживаемые с двух сторон ограничительными кольцами 15. Каждый сателлит связан крестовой муфтой 9 с соответствующим выходным фланцем 10. Выходные фланцы установлены на входном валу и в корпусе на подшипниковые опоры и стянуты между собой штангами 11, проходящими через сквозные отверстия в сателлитах, не касаясь их. Подшипниковые опоры сателлитов закреплены с помощью удерживающих крышек 16. Входной вал с установленными на нем втулками 17 расположен соосно и последовательно с выходным валом 12, который жестко связан с одним из выходных фланцев и установлен на подшипниковую опору в корпус, частью которого является корпусная крышка 19. Электропривод закрыт защитным кожухом 13 и манжетой 18, установленной в корпусной крышке на выходном валу.According to an implementation example, the planetary-pinion electric drive comprises a
Предлагаемый планетарно-цевочный электропривод работает следующим образом.The proposed planetary pin drive operates as follows.
Электропривод содержит электродвигатель, имеющий ротор и статор, обмотки которого находятся под контролем блока управления. Одной из отличительных особенностей электропривода от аналогов является то, что у электродвигателя ротор расположен снаружи статора, а в центре имеется полость для размещения планетарно-цевочной передачи. Такой электродвигатель обеспечивает больший крутящий момент в сравнении с другими двигателями аналогичных габаритов, а размещение планетарно-цевочной передачи внутри электродвигателя позволяет снизить линейные габариты электропривода и уменьшить общее число деталей, что ведет к более выгодным экономическим характеристикам.The electric drive contains an electric motor having a rotor and a stator, the windings of which are controlled by the control unit. One of the distinguishing features of the electric drive from analogues is that the electric motor has a rotor located outside the stator, and in the center there is a cavity for accommodating a planetary gear transmission. Such an electric motor provides greater torque in comparison with other engines of similar dimensions, and the placement of a planetary pinion gear inside the electric motor reduces the linear dimensions of the electric drive and reduces the total number of parts, which leads to more favorable economic characteristics.
Планетарно-цевочная передача включает в себя: эксцентриковый входной вал, сателлиты, цевочное колесо с цевками, крестовые муфты, выходные фланцы и подшипниковые опоры. Использование планетарно-цевочной передачи позволяет закладывать разное передаточное число путем изменения количества цевок и зубьев на сателлитах при производстве линейки электроприводов с передаточным отношением от 10 до 100 и сохранением габаритов электропривода.The planetary pinion gear includes: an eccentric input shaft, satellites, pinwheel with pin, cross clutches, output flanges and bearing bearings. The use of a planetary-pinion gear allows you to lay a different gear ratio by changing the number of gears and teeth on the satellites in the production of a line of electric drives with a gear ratio from 10 to 100 and maintaining the dimensions of the electric drive.
Ротор электропривода установлен в стакан, который жестко закреплен на эксцентриковом входном валу и сообщает ему крутящий момент. На оппозитно расположенных эксцентриковых участках входного вала компактно размещены два сателлита, уравновешивающие друг друга, что позволяет избежать дополнительной балансировки. Входной вал через подшипниковые опоры сообщает сателлитам циклоидальное движение. На входном валу установлены втулки для ограничения осевого смещения и крепления подшипниковых опор сателлитов и фланцев. Установленное между сателлитами разделительное кольцо предотвращает их перекос.The rotor of the electric drive is installed in a glass, which is rigidly fixed to the eccentric input shaft and informs it of the torque. On the opposite eccentric sections of the input shaft, two satellites are compactly placed, balancing each other, which avoids additional balancing. The input shaft through the bearings supports the satellites cycloidal motion. Sleeves are installed on the input shaft to limit axial displacement and mount the bearing bearings of the satellites and flanges. A spacer ring installed between the satellites prevents them from skewing.
Сателлиты обкатывают внутренние зубья корпуса, образованные цевками, которые уложены в пазы зубчатого профиля, изготовленного на внутреннем диаметре корпуса. Цевки уложены с возможностью их свободного вращения вокруг своей оси, что обеспечивает снижение трения между сателлитами и цевками, что в свою очередь повышает КПД привода. Ограничительные кольца удерживают цевки, ограничивая их осевое и диаметральное перемещение, что повышает надежность работы устройства в целом. Сателлиты вращаются вокруг своей оси за счет разности количества цевок и зубьев сателлитов на 1÷3. При одном обороте эксцентрикового вала сателлит поворачивается на угол, равный шагу зубчатого профиля. Особенность выполнения сателлитов заключается в том, что они имеют упрощенный профиль зуба в виде усеченной звездочки. Этот зубчатый профиль аналогичен таковому в цепных звездочках с подрезкой зубьев по наружному диаметру. Таким образом, облегчается изготовление сателлитов, позволяющее обойтись без зуборезного производства.Satellites run around the internal teeth of the housing, formed by the pins, which are laid in the grooves of the toothed profile made on the inner diameter of the housing. The yokes are stacked with the possibility of their free rotation around their axis, which ensures a decrease in friction between satellites and yokes, which in turn increases the efficiency of the drive. The restrictive rings hold the handles, limiting their axial and diametrical movement, which increases the reliability of the device as a whole. Satellites rotate around their axis due to the difference in the number of pin and teeth of the satellites by 1 ÷ 3. With one revolution of the eccentric shaft, the satellite rotates by an angle equal to the pitch of the gear profile. The peculiarity of the satellites is that they have a simplified tooth profile in the form of a truncated sprocket. This toothed profile is similar to that of chain sprockets with trimming of the outer diameter of the teeth. Thus, the manufacture of satellites is facilitated, making it possible to do without gear production.
Крестовые муфты вычленяют из циклоидального движения сателлитов крутящий момент и передают его на выходные фланцы, на одном из которых жестко закреплен выходной вал, установленный в корпус на подшипниковую опору для снижения влияний изгибающих моментов на планетарно-цевочную передачу. Крестовые муфты имеют относительно простую конструкцию и большую несущую способность, что позволяет снять с пальцев, стягивающих выходные фланцы, функции передачи крутящего момента от сателлитов. Применение крестовых муфт позволило снизить габариты электропривода в целом и увеличить надежность его работы. Для защиты от внешних воздействий электропривод закрыт защитным кожухом и манжетой.Cross couplings isolate the torque from the cycloidal motion of the satellites and transmit it to the output flanges, on one of which the output shaft mounted in the housing on the bearing support is rigidly fixed to reduce the effects of bending moments on the planetary gear transmission. Cross couplings have a relatively simple design and a large bearing capacity, which allows you to remove the functions of torque transmission from satellites from the fingers tightening the output flanges. The use of cross couplings made it possible to reduce the dimensions of the electric drive as a whole and increase the reliability of its operation. To protect against external influences, the electric drive is closed with a protective casing and cuff.
Полная симметричность планетарно-цевочной передачи и использование двух оппозитно расположенных эксцентриковых участков существенно снижает вибрацию при работе электропривода, поскольку образуется пара центробежных противоположно направленных сил, которые уравновешивают друг друга.The complete symmetry of the planetary gear transmission and the use of two opposed eccentric sections significantly reduces vibration during operation of the electric drive, since a pair of centrifugal oppositely directed forces is formed that balance each other.
Такое исполнение планетарно-цевочного электропривода обладает высокой точностью, малым угловым люфтом на выходном валу, имеет компактные линейные габариты, стойкость к ударным нагрузкам и КПД 80%.This embodiment of the planetary-pinion drive has high accuracy, a small angular play on the output shaft, has compact linear dimensions, resistance to shock loads and efficiency of 80%.
Техническим результатом изобретения является создание планетарно-цевочного электропривода с большим крутящим моментом, малым угловым люфтом на выходном валу, минимальным линейным габаритом вдоль оси и получение линейки электроприводов с передаточным отношением от 10 до 100 без изменения габаритов электропривода.The technical result of the invention is the creation of a planetary chain drive with high torque, a small angular play on the output shaft, a minimum linear dimension along the axis and a line of electric drives with a gear ratio from 10 to 100 without changing the dimensions of the electric drive.
Таким образом, заявлен планетарно-цевочный электропривод, содержащий корпус, статор, ротор, эксцентриковый входной вал с двумя эксцентриковыми цилиндрическими участками, на которых с помощью подшипниковых опор установлены сателлиты, имеющие сквозные отверстия и находящиеся в зацеплении с цевками, неподвижное цевочное колесо, выполненное в корпусе, выходной вал, установленный в корпусе на подшипниковую опору. Отличительной особенностью электропривода является то, что на корпусе установлены блок управления и статор, расположенный внутри ротора. Ротор установлен в стакан, жестко связанный с входным валом, у которого эксцентриковые цилиндрические участки выполнены оппозитно. Цевочное колесо и уложенные в его пазы цевки являются общими для сателлитов, между которыми размещается разделительное кольцо. Цевки удерживаются ограничительными кольцами, а зубчатые профили цевочного колеса и сателлитов имеют упрощенную форму в виде усеченной звездочки. При этом каждый сателлит связан крестовой муфтой с соответствующим выходным фланцем, установленным на входном валу и в корпусе на подшипниковых опорах. В свою очередь выходные фланцы стянуты между собой штангами, проходящими через сквозные отверстия в сателлитах, не касаясь их. Выходной вал жестко связан с одним из выходных фланцев и расположен соосно и последовательно с входным валом.Thus, a planetary chain-drive electric drive is declared comprising a housing, a stator, a rotor, an eccentric input shaft with two eccentric cylindrical sections, on which satellites are installed with bearing holes through holes and meshed with the spindles, a fixed sprocket made in housing, the output shaft mounted in the housing on the bearing support. A distinctive feature of the electric drive is that a control unit and a stator located inside the rotor are installed on the housing. The rotor is installed in a glass rigidly connected to the input shaft, in which the eccentric cylindrical sections are made opposite. The sprocket wheel and the sprockets laid in its grooves are common for the satellites, between which the separation ring is located. The sprockets are held by restrictive rings, and the gear profiles of the sprocket wheel and satellites have a simplified shape in the form of a truncated sprocket. In this case, each satellite is connected by a cross coupling with a corresponding output flange mounted on the input shaft and in the housing on bearing bearings. In turn, the output flanges are pulled together by rods passing through the through holes in the satellites without touching them. The output shaft is rigidly connected to one of the output flanges and is located coaxially and sequentially with the input shaft.
Claims (1)
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2019118714A RU2714568C1 (en) | 2019-06-17 | 2019-06-17 | Cycloidal gear electric drive |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2019118714A RU2714568C1 (en) | 2019-06-17 | 2019-06-17 | Cycloidal gear electric drive |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
RU2714568C1 true RU2714568C1 (en) | 2020-02-18 |
Family
ID=69625832
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
RU2019118714A RU2714568C1 (en) | 2019-06-17 | 2019-06-17 | Cycloidal gear electric drive |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
RU (1) | RU2714568C1 (en) |
Citations (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU2452883C2 (en) * | 2008-11-27 | 2012-06-10 | Государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования Военная академия Ракетных войск стратегического назначения имени Петра Великого | Multi-purpose system of electric drives on basis of planetary cycloidal reduction gear - mke pcsr |
RU2571313C1 (en) * | 2014-09-30 | 2015-12-20 | Закрытое Акционерное Общество "Диаконт" | Reduction motor |
US9657813B2 (en) * | 2014-06-06 | 2017-05-23 | Delbert Tesar | Modified parallel eccentric rotary actuator |
GB2549678A (en) * | 2011-05-31 | 2017-10-25 | Mclaren Automotive Ltd | Electrical machines |
-
2019
- 2019-06-17 RU RU2019118714A patent/RU2714568C1/en active
Patent Citations (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU2452883C2 (en) * | 2008-11-27 | 2012-06-10 | Государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования Военная академия Ракетных войск стратегического назначения имени Петра Великого | Multi-purpose system of electric drives on basis of planetary cycloidal reduction gear - mke pcsr |
GB2549678A (en) * | 2011-05-31 | 2017-10-25 | Mclaren Automotive Ltd | Electrical machines |
US9657813B2 (en) * | 2014-06-06 | 2017-05-23 | Delbert Tesar | Modified parallel eccentric rotary actuator |
RU2571313C1 (en) * | 2014-09-30 | 2015-12-20 | Закрытое Акционерное Общество "Диаконт" | Reduction motor |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
US8517878B2 (en) | Planetary gear mechanism | |
JP6513658B2 (en) | Differential | |
CN104074930B (en) | A kind of coaxial single input homonymy dual output cycloidal reducer | |
US11485226B2 (en) | Transmission device for a motor vehicle | |
JPH08512383A (en) | Cylindrical gear transmission | |
EP2960546A1 (en) | Eccentric gearbox | |
WO2015023080A1 (en) | Reducer | |
JP2012223081A (en) | Electric actuator and joint apparatus | |
RU2506477C1 (en) | Planetary cycloidal reduction gear with preliminary stage | |
RU2714568C1 (en) | Cycloidal gear electric drive | |
RU2252347C2 (en) | Electric drive for producing torque | |
KR20130130119A (en) | Continuously variable transmission | |
RU2725323C1 (en) | Cycloidal gear reducer | |
RU2714990C1 (en) | Planetary reduction gear | |
RU2731193C1 (en) | Roller-screw reducer | |
KR20110121127A (en) | A reduction gear of cycloid | |
RU2677952C1 (en) | Planetary mechanism and planetary transmission based thereon | |
RU2725435C1 (en) | Planetary reduction gear | |
KR102544720B1 (en) | load balancing device | |
RU2694003C1 (en) | Planetary reduction gear | |
RU2674915C1 (en) | Planetary gear | |
RU2693752C1 (en) | Planetary reduction gear | |
RU2338102C1 (en) | Cycloid-lantern-wheel transmission | |
RU2360160C1 (en) | Eccentric planetary gear of internal engagement | |
RU69600U1 (en) | PLANETARY REDUCTOR |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
PC43 | Official registration of the transfer of the exclusive right without contract for inventions |
Effective date: 20220325 |